Az átlagos mérete a haploid genom egyes csoportjainak organizmusok

A DNS teljes mennyiségét a haploid genomban általában jelöljük a latin szimbólum S. 1978-ban, T. Cavalier-Smith le, mint egy paradoxon, az a megfigyelés, hogy eukariótákban átíródnak csak egy kis része a genom szekvenciák a nukleotidok (

3% a humán genom). E szerint a megmagyarázhatatlan jelenség, amíg a közelmúltban, jelentős redundanciát a eukarióta genomban tekintetben nem kódoló nukleotidszekvenciák ismert in Genetics című „paradox C”. Véleményem (lásd. 5.3 pont), a fejlődés felvétele redundáns szekvenciák nukleotid a genomban az eredeti prekurzor stabilizált bennük lévő genetikai információt, amely viszont megteremtette a szükséges feltételeket a megjelenése többsejtű élőlények a természetben.

A szerkezeti felépítését a genom olyan alapvető rendszertani jellegű, amelyek hátterében a modern taxonómia a flóra és fauna. Összhangban a szervezeti felépítését genom minden élőlény két részre superkingdom: prokarióták és az eukarióták. A prokarióták közé tartoznak organizmusok, melyek genomját nem zárt a mag, által határolt nukleáris membránon, és ez nem kíséri kettőzés mitózist. Superkingdom prokarióták magában Három Királyság archaebaktériumokból (Archaebaeteriumok), shizomikofitov (Shizomycophyta) és Cyanophyta (Cyanophyta). Így prokarióták kék-zöld alga, aktinomicéta, mind a baktériumok, Mycoplasma, Rickettsia és vírusok.

Az eukarióta sejtek tartalmaznak díszített mag, és reduplikáció a genom majd mitózist. A superkingdom eukarióta másvilág: mezokarioty (ostoros) (Mesokaryotes), gombák (Fungi), Növények (Planta), és állatok (Animalia). A jellemző genom szerkezete a prokarióta és eukarióta befolyásolja a morfológiai, fiziológiai, biokémiai és genetikai jellemzői a organizmusok, amelyek végső soron meghatározni genetikai információ a genomjukban, és keresztül valósul expresszióját a megfelelő gének. Így azt mondhatjuk, túlzás nélkül, hogy a genom struktúra az alapja az összes belső és külső megnyilvánulása az élet minden organizmus, amely meghatározza a helyét a hierarchiában élő lények lakják bolygónkat.

Genetikai információt a szerkezet az egyes fehérjék és nukleinsavak minden organizmusban tartalmazza a molekulák a DNS vagy RNS nukleotidszekvenciát, az úgynevezett gének. Azonban egy olyan információt, ami a szerkezet makromolekulák gének által kódolt nem elég nekik, hogy működnek. Összehangolt működése (expressziója) egy nagyszámú gén csak akkor lehetséges jelenlétének köszönhetően a vékony szabályozási mechanizmusok helyét meghatározó, az idő és expressziós szintjét egy adott gén vagy gének csoportja. A gén-expressziót szabályozzák, tartalmaznia kell az egyedi (szabályozási) címke, amelyek esetében a szabályozó komponensei a genetikai rendszerét a sejt vagy szervezet lehet pontosan teszi szükségessé befolyása. Ennek megfelelően, bármilyen gén, két fő funkcionális részek (nukleotid szekvenciák) - szabályozási és strukturális. Szabályozási rész biztosítja az első szakaszában a genetikai információ egy olyan strukturális gén részét, amely viszont tartalmaz információkat a konkrét szerkezete fehérjék vagy nukleinsavak. Ezért, a gén mérete megegyezik annak szerkezeti és szabályozási egységek. Ahhoz azonban, hogy meghatározzák a hossza a gén nem könnyű, különösen abban az esetben, eukarióta gének.

Az egyes elemek a szabályozó régió gének, mint például enhanszereket, elhelyezkedhet egy jelentős (> 60 kb) tartományában a szerkezeti része a gén, mint az első, és mögötte, vagy akár önmagában. Önmagában a szerkezeti része a legtöbb eukarióta gén kódoló nukleotid-szekvenciák (exonok) tarkított kiterjesztett nem kódoló szekvenciákat (intronokat). A teljes méretű intronokba, általában sokszor nagyobb, mint a teljes méretű exonok specifikus gének. Már alapján ezt a tényt, arra lehet következtetni, hogy a genom bármely eukarióta organizmus tartalmaz egy olyan nukleotid-szekvenciát nem csak a genetikai információt, a fehérjék és nukleinsavak, hanem számos nukleotid szekvenciák, amelyek nem hordoznak ilyen információt.

Azonban, amellett, intronokat eukarióta genom számos más, nem-kódoló szekvenciákat nukleotidok, elsősorban különböző ismétlődő szekvenciák. Ezért a teljes hossza nem-kódoló nukleotid-szekvenciák genomba eukariótákban tízszer nagyobb, mint a hossza a kódoló szekvenciák. Nem jól meghatározott és nagyon nagy eukarióta gén, szintén található a genom között sok a nem kódoló nukleotidszekvenciák, hozzon létre jelentős nehézségekkel a tanulmány azok szerkezetének és funkciójának in vivo.

Mint a prokarióta és eukarióta szervezetek összes gén csoportokban vannak elrendezve külön DNS-molekulák, amelyek, részvételével fehérjék és más makromolekulák sejtek vannak rendezve kromoszómák. Érett csíravonal sejtek (ivarsejtek - tojás, spermium) többsejtű élőlények tartalmazhatnak egy (haploid) kromoszómák egy szervezet. A diploid (poliploid) organizmusok, amelyek sejtjei tartalmaznak egy (több) kromoszómák mindkét szülőtől, azonos kromoszómák nevezzük homológ kromoszómák. vagy homológok. Homológ kromoszómák azonos, és a különböző organizmusok ugyanazon faj. Gének és kódoló szekvenciákat nukleotidok zárt kromoszómáin sejtmagok, jelentős részét jelentik a szervezet genomjába. Továbbá, a genom a szervezet formáját és extrakromoszómális genetikai elemek. hogy közben a mitotikus ciklus függetlenül reprodukálni sejtmagok kromoszómák. Így, gombák és emlős mitokondriumok kevesebb, mint 1% a DNS, míg sarjadzó élesztő Saccharomyces cerevisiae mitokondriális DNS legfeljebb 20% a teljes sejt DNS-t. DNS növényi plasztidokba (elsősorban kloroplasztisz és a mitokondrium) 1-től 10% a DNS teljes mennyiségét.

Mivel a foglalt gének az egyes kromoszómák ugyanabban a DNS-molekula, alkotnak egy külön csoportot, és egy tengelykapcsoló hiányában rekombinációs együtt átvitelre a szülőtől a leánysejtek. Remain értetődik élettani jelentősége gének eloszlása ​​a végéig külön kromoszómák és a természet a meghatározó tényezők kromoszómaszámát genomjának eukarióták. Például lehetetlen elmagyarázni az evolúciós mechanizmusok előfordulásának számos kromoszóma specifikus szervezetek csak korlátozásokat vezettek be a maximális méret a DNS-molekulák alkotó ezeket a kromoszómák. Például, a genom az amerikai kétéltű Amphiuma tartalmaz

30-szor több, DNS, mint az emberi genom, a teljes DNS-t tartalmazott csak 28 kromoszómák, ami hasonló az emberi kariotípus (kromoszóma 46). Azonban még a legkisebb ilyen kromoszómák több, mint a legnagyobb humán kromoszómán. Továbbra sem ismert, és korlátozó tényezők felső határa kromoszómaszámát eukarióták. Például egy pillangó Lysandra nivescens diploid kromoszómák 380-382, és nincs ok azt feltételezni, hogy ez az érték a maximálisan lehetséges.

Úgy tűnik, a legtöbb jellemzője a strukturális és funkcionális szervezeti genomjának biztosítania kell megbízhatóságát működés, azaz a pontosságának továbbításának genetikai információ szülői sejtjeinek leányvállalata többféle sejtgeneráción, és megfelelő működését a gének. Ezért azt feltételezik, hogy azok elsősorban az amerikai megbízhatóságának biztosítása az átviteli és a sejten belüli genetikai információ, amely megnyilvánul a rendezett időben és hibamentes génexpresszió.

Amint a fentiekben említettük, a fő jellemzője a molekuláris szervezése prokarióták a hiánya a sejtek (vagy virionok - vírusrészecskék, abban az esetben, vírusok) a mag, a cytoplazmától egy nukleáris membránon, ha létezik. Ennek hiányában a kernel csak a külső megnyilvánulása egy külön szervezet, a genom prokarióták, amely gyökeresen eltér az eukarióta szervezetek. Ellentétben eukarióták, prokarióták, a genom konstrukciója nagyon kompakt. Számú nem-kódoló nukleotid-szekvenciák minimális, intronok ritkák. Sőt, a prokarióták kódoló fehérjék gyakran használ két vagy mindhárom olvasási keretben ugyanazon gén nukleotid-szekvencia, amely növeli a kódolási potenciálját a genom növelése nélkül a mérete. Sok a szabályozó mechanizmusok génexpresszió, amelyeket a eukarióták, soha nem talált prokarióták. Ez nem vonatkozik a vírusok az állatok és növények esetében, amely intracelluláris paraziták eukarióta sejtek felhasználásával szükséges része a genetikai potenciál az igényeiknek. Így, az egyszerűség a szerkezetét genomjának prokarióta miatt elsősorban a egyszerűsített, életciklusa során, amelyben a prokarióta sejtek általában nem mennek keresztül bonyolult felosztások kapcsolódó globális kapcsolási expressziója bizonyos gének csoportok a többiek, vagy finom változások az expressziójuk szintje, ez történik az ontogenetikus fejlődését eukarióták.

A meghatározás H. Fraenkel-Conrat, „a vírusok - egy részecske, amely egy vagy több DNS-vagy RNS-molekulák, általában (de nem mindig) körülvéve egy fehérje shell, vírusok képesek átvinni a nukleinsav egy gazdasejtbe, hogy egy másik, és használni enzimatikus berendezés végrehajtása során intracelluláris replikációs azáltal saját információkat az információk a gazdasejt, és néha vírusok reverzibilis beépítésére genómjait a gazda genomba (integráció), és akkor sem a „rejtett életét,” Lieb valahogy átalakítsa a tulajdonságait a gazdasejt, „[2]. Meghatározásában jelölt jellemzői az életciklus vírusok, amelyek tükröződnek a szervezet a genomjában. A vírusok intracelluláris paraziták és használt annak tenyésztési fehérje-szintetizáló készülékkel, a gazdasejtben. Vírus életciklusának kezdődik behatolását a sejtbe. Ehhez, hogy specifikus receptorokhoz kötődik a felszínen, és vagy bemutatja a nukleinsav a sejtbe, így a virion fehérjék a felületén, vagy behatolnak teljesen endocitózissal. Az utóbbi esetben, miután penetráció a vírus a sejtekbe, majd a csíkot - felszabadulását genomiális nukleinsav burokfehérjék, a virális genom, amely hozzáférhetővé teszi az enzim rendszerek a sejt expressziójának lehetővé a vírus gének.

Miután a vírus belép a sejtbe is előfordulhat annak másolása, gyakran kíséri a veszteséget a cella (egy virulens fejlődés útján). Ezen túlmenően, a vírus létezhet sokáig a sejt belsejében, kifelé nem bizonyítja önmagában (látens fertőzés). Ebben az esetben a genom integrálódik a gazdasejt genomjába, és másolatokat vele együtt, vagy van egy extrakromoszomális állapotban. Miután penetráció a virális genomiális nukleinsav a sejtben a benne lévő a genetikai információt, hogy értelmezhetőek a gazda genetikai rendszert, és nem használhatók fel a szintézis a vírus részecske összetevőit. Mivel a vírusok használata replikálódni elsősorban enzimatikus rendszerek a gazdasejt genomjába jellemzi, hogy viszonylag kis méretű, és kódolja a virion szerkezeti fehérjéknél, valamint a fehérjék és enzimek, hogy átrendezéséhez a sejtek anyagcseréjét az igényeinek vírus replikáció, a vírus replikációs folyamatában a lehető leghatékonyabb legyen. Vírusgenom tartalmazza a virion lehet képviseli egyszálú vagy kettős-szálú DNS-t vagy RNS-t. Ezen kívül minden virális gének lehetnek zárva egyetlen kromoszóma vagy osztva több blokkok (kromoszómák), amelyek együtt alkotják a genom ilyen vírusok. Például, a reovírus genom tartalmazza a kettős szálú RNS-t, és a következőkből áll tíz szegmens. vírus genomok tartalmazó egyszálú RNS is lehet akár szerves (például retrovírusok) vagy szegmentált (például a ortomixovírusok vagy arenavírusok). A genom RNS vírusok képviselt csak a lineáris RNS-molekulák.

Az összes ismert DNS-tartalmú vírusok genomot zárt egyetlen kromoszóma, lineáris vagy cirkuláris, egyszálú vagy kettős szálú. Egyes vírusok, mint például a hepatitis B vírus, a genom képviseli körkörös kovalensen zárt, kettős szálú DNS-molekula, amelyben a két lánc különböző helyeken találtuk egyszálú szakaszok. Számos nemzetségek például adeno-asszociált vírus DNS-szálak komplementer különböző virális részecskék.